Onderzoekers bouwen open source 25-core processor

De Piton is een zeldzame open source processor en is gebaseerd op Oracle’s OpenSparc T1 processor. De Chip is gebouwd met het doel ingezet te worden in grote datacenters voor zoek- en clouddiensten en om social networking-verzoeken af te handelen.

Er worden op dit moment al veel open source CPU’s en architecturen ontworpen. Een noemenswaardige architectuur is RISC-V. Deze wordt gebruikt door SiFive om een nieuwe processor te ontwerpen. Sommige open source processorontwerpen worden voor de lol gemaakt. De Open Core Foundation probeert een open source ontwerp te maken voor de SH2-processor. Deze werd vroeger gebruikt in de Saturn, een spelcomputer van SEGA uit 1994.

Bedrijven kunnen deze open source ontwerpen gebruiken, aanpassen en chips fabriceren. Deze chip zou eventueel ook gesimuleerd kunnen worden door het ontwerp te “programmeren” op FPGAs (Field-programmable gate arrays). Deze kunnen vervolgens de funcitionaliteiten van een multi-core CPU nadoen.

Het is interessant om te zien dat de onderzoekers hebben gekozen voor SPARC . Dit ontwerp wordt ook gebruikt door Oracle in high-end servers die zijn ontworpen voor databases, maar de populariteit voor deze architectuur is op z’n retour. Fujitsu liet onlangs weten dat het SPARC aan de kant schoof ten faveure van ARM voor servers. De Post-K supercomputer zal het eerste systeem van de fabrikant zijn die van deze architectuur gebruik maakt en zal worden ingezet in Japan in 2020.

Een Piton chip heeft 25 cores die zijn opgebroken in vijf lijnen. Een topologie die meestal wordt aangeduid als een mesh-ontwerp. Elke core draait op een kloksnelheid van 1ghz. Meedere chips in een array kunnen worden geschakeld door gebruik te maken van “bruggen” die bovenop de structuur van de chip zitten. De brug linkt de chip ook aan DRAM en opslag.

Elke core heeft 64KB aan L2 cache wat uitkomt op een totaal van 1,6 MB voor elke processor. Een mini router in elke core houst zich bezig met een snelle communicatie met andere cores. Elke core heeft een floating point unit aan boord. Deze wordt vooral gebruikt voor large scale parallel computing.

Het aantal cores in CPUs blijft maar groeien, vooral in server en gaming chips, om meer rekenkracht te genereren. AMD’s Zen chips kunnen maximaal 32 cores aan boord hebben terwijl Intels’ nieuwste Xeon E7 server chips maximaal 24 cores kan hebben.

De onderzoekers van Princeton claimen dat Piton de grootste chip is in acadamia. Deze claim is echter niet gebaseerd op het aantal cores in de chip. De KiloCore (ontworpen door wetenschappers van de VLSI computing lab in California) is een processor met 1000 cores onder de motorkap.

Het gaat dan ook om het aantal transistoren in de chip. De 460 miljoen transistoren in de Piton zorgen ervoor dat het de grootste chip is welke is ontwikkeld door academici. Toch is dat niet erg veel als je het vergelijkt met de moderne game- en serverprocessoren vandaag de dag. De onderzoekers hebben de chip gemaakt volgens IBM’s 32 nanometer proces.